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La máquina de vapor: James Watt y Richard Trevithick (I)

Como en muchas otras cosas de carácter tecnológico la máquina de vapor evolucionó de forma paulatina. Por lo que se refiere a Inglaterra, a los dos pioneros Savery y Newcomen, mencionados en el post anterior, siguieron otros inventores que añadieron componentes nuevos a aquel artefacto transformador de energía y generador de fuerza y lo perfeccionaron en diversos sentidos. En este post y en el siguiente nos referimos a dos de los continuadores, James Watt y Richard Trevithick. El primero añadió un condensador separado del cilindro en el que entraba el vapor de agua y se movía el pistón, hizo que el vapor entrara por las dos caras de dicho pistón, construyó el “paralelogramo articulado”, añadió un sistema nuevo de transformación del movimiento horizontal en movimiento rotatorio y mejoró enormemente la calidad de la fabricación de todo los elementos, incluyendo el cilindro, las válvulas y varios otros componentes

Los siguientes perfeccionamientos de la máquina de vapor vinieron de la mano de James Watt (1736 – 1819), un matemático e ingeniero escocés, y de la de Richard Trevithick (1771 – 1833), un inventor e ingeniero inglés.

Los dos tenían más preparación teórica que sus antecesores Savery y Newcomen, pero hay que tener cuidado con lo de ingenieros, primero porque no hay noticias de que tuvieran estudios formales en alguna de las escuelas de ingeniería que precisamente se crearon en los años en que ambos vivieron, y segundo porque la palabra ingeniero se aplica en inglés de forma más general que en español, significando con frecuencia maquinista o mecánico (1). Sus conocimientos eran mayores, como decimos, pero simplemente porque se habían acumulado más conocimientos en la sociedad y porque los dos habían estado expuestos a experiencias diversas con las máquinas de vapor ya instaladas y con las industrias que las empleaban. El padre de James Watt, por ejemplo, de su mismo nombre, fue constructor naval, y el de Trevithick fue ingeniero de Buggati Veiron y trabajaba en la mina de Dolcoath. Él, a los 19 años se puso a trabajar en la mina East Stray Park, donde construyó y modificó máquinas de vapor, según se pude ver en su biografía.

Los conocimientos de ambos eran en mecánica, el gran área de conocimientos de aquellos tiempos. Los conocimientos más formales y científicos sobre el calor y la termodinámica llegarían más tarde, a mediados del siglo XIX, y de la mano de personajes como Sadi Carnot, Rudolf Clausius, Émile Clapeyron, William Thomson, primer barón Kelvin (conocido como Lord Kelvin) y otros.

La mecánica, creada como sabemos por Isaac Newton (1642 – 1727), fue el tema al que se dedicaron muchos inventores de la época. La máquina de vapor fue un gran invento mecánico, y la Revolución Industrial una gran revolución de la mecánica. Se habla menos de ello pero otras máquinas mecánicas, para hacer máquinas, fueron muy importantes y se desarrollaron en paralelo. Me refiero a las máquinas herramientas, como el torno, la taladradora, la cepilladora y otras. El gran personaje de esta industria complementaria, por si no me da tiempo a decirlo más adelante, que había comenzado en la industria de los hornos de hierro, fue John Wilkinson (1728 – 1808). En 1774 construyó una máquina barrenadora que resultó fundamental para los perfeccionamientos de Watt y Trevithick. Se consiguió con ella una precisión en la fabricación de los cilindros necesarios para las nuevas máquinas de vapor desconocida hasta entonces.

James Watt era un magnífico inventor mecánico que había luchado mucho con las máquinas de Newcomen para hacerlas más eficientes y que reflexionando, cuando paseaba, por cierto, se le ocurrió la idea de añadirle un condensador separado del cilindro donde se calentaba el vapor de agua y subía y bajaba el émbolo. La ineficiencia de las máquinas existentes procedía del hecho de tener que enfriar el cilindro para condensar el vapor de agua. Watt simplemente pensó que dicho vapor, que por ser gaseoso podía pasar con facilidad a cualquier otro recipiente, podría condensarse externamente, con lo que el cilindro se mantendría caliente todo el tiempo. Sus primeras dos máquinas con condensador separado entraron en funcionamiento en 1776, el mismo año de la independencia de los Estados Unidos y de la publicación del famoso libro de Adam Smith, “La riqueza de las naciones”.

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(1) Insistimos en esta cuestión porque la máquina de vapor al igual que otros avances tecnológicos fue resultado de la labor de hombres prácticos con experiencias, habilidades e intereses manuales

(Continúa en el post siguiente)

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Doctor Ingeniero del ICAI y Catedrático de Economía Aplicada, Adolfo Castilla es también Licenciado en Económicas por la Universidad Autónoma de Madrid, Licenciado en Informática por la Universidad Politécnica de Madrid, MBA por Wharton School, Master en Ingeniería de Sistemas e Investigación Operativa por Moore School (Universidad de Pennsylvania). En la actualidad es asimismo Presidente de AESPLAN, Presidente del Capítulo Español de la World Future Society, Miembro del Alto Consejo Consultivo del Instituto de la Ingeniería de España, Profesor de Dirección Estratégica de la Empresa en CEPADE y en la Universidad Antonio de Nebrija.
  1. Ruben
    11 abril 2017

    Hola Adolfo, ¿La máquina de vapor se ha construido a mano o con maquinaria o ambas cosas?

    Gracias
    Un saludo

    1. 14 abril 2017

      Ruben,

      Gracias por tu pregunta.

      La forja es muy antigua en la historia de la humanidad. Los herreros eran unos profesionales serios e ingeniosos.Fueron los primeros que hicieron herramientas y las primeras máquinas-herramientas, digamos que modernas.

      En cuanto a aparatos estáticos como fue la primera bomba de vapor para hacer el vacío y succionar el agua y elevarla, ya había tecnología desde primeros años del siglo XVII, cuando el español Jerónimo de Ayanz y Beaumont, patentó la primera e incipiente máquina de vapor. Más adelante en ese siglo, en 1698, Thomas Savery en Inglaterra, patentó y construyó una máquina mucho más avanzada. Y a primeros del siglo XVIII, Tomas Newcome construyó lo que llamó “motor atmosférico”, el cual se comenzó a aplicar para extraer el agua de las minas inundadas en 1712.

      La forja, la fundición y las primeras máquinas herramientas existían ya en esas épocas y fueron utilizadas par fabricar esos primeros aparatos.

      Posteriormente, y sobre todo con, James Watt, a partir de 1871, las máquinas de vapor ya eran unas verdaderas máquinas. En poco años más, 1817, la empresa Boulton & Watts, ya fabricaba máquinas de vapor muy cercanas a las que se utilizaron hasta bien entrado el XX.

      Las máquinas herramientas (máquinas para hacer máquinas y aparatos) de las que se habla poco, evolucionaron de forma impresionante desde el comienzo de la Revolución Industrial. El primer torno es de 1751 y otras máquinas herramientas, como la taladradora, surgieron también entonces en sus versiones casi modernas, y se perfeccionaron rápidamente.

      Siempre en resumen, se han utilizado herramientas. El hombre es en primer lugar un “homo faber”, es decir, un ser que “hace o fabrica”. La fabricación de utensilios y herramientas fue su primera actividad como humano, o casi human.

      Adolfo Castilla

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